INKA - Intelligente Katheter - Entwicklung von Komponenten und Gesamtsystemen für minimalinvasive Operationstechniken - Magdeburg (2008-2013)

Das InnoProfile-Vorhaben

Der Bedarf an Innovationen im Bereich minimalinvasiver Operationen ist sehr groß. Minimalinvasive Operationstechniken, Mikrosystemtechnik sowie Bildgebung und -verarbeitung werden in der Medizintechnik-Branche in den nächsten fünf Jahren zu zentralen Schlüsseltechnologien avancieren.

Innovative Medizintechnik aus Magdeburg soll zukünftig neuartige, minimalinvasive, kathetergestützte Eingriffe in den Bereichen Neurologie, Tumortherapie und Orthopädie ermöglichen. Eine siebenköpfige, interdisziplinäre Nachwuchsforschungsgruppe der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg arbeitet daran.

Sie wird sogenannte intelligente Katheter für medizinische Diagnose- und Therapieverfahren entwickeln, die sich innerhalb des menschlichen Körpers gezielt zum Krankheitsherd navigieren lassen. Bei minimaler Strahlenbelastung sollen diese Katheter durch integrierte Sensoren an der Katheterspitze aussagekräftige medizinische Diagnosen liefern und gleichzeitig mit Hilfe von Mikrowerkzeugen an Ort und Stelle Therapien beginnen. Der Eingriff geschieht unter einem speziellen Röntgensystem oder innerhalb eines Magnetresonanztomografen (MRT), damit die Position und die Bewegung des Katheters ständig beobachtet und kontrolliert werden kann.

Die neuartigen Funktionalitäten der Katheter beschleunigen die Operation, verbessern die Ergebnisse und verringern die Belastung für den Patienten. Zusätzlich sinken mit dieser Methode die Kosten des Eingriffs.

In das Projekt sind kleine und mittlere Unternehmen der Region eingebunden, die die wissenschaftlichen Ergebnisse der Nachwuchsforschungsgruppe in anwendungsreife Produkte umsetzen.

Die Ziele

Die Nachwuchsforschungsgruppe wird in der fünfjährigen Projektlaufzeit folgende Zielstellungen bearbeiten:

  • Aufbau einer Technologie- und Ausbildungsplattform für minimalinvasive Operationen
  • Entwicklung von Hightech-Werkzeugen für den Operateur, die
    • sich gezielt zum Krankheitsherd innerhalb des Körpers navigieren lassen,
    • aussagekräftige Diagnosen direkt am Ort der Pathologie erlauben,
    • dort auch als Therapiewerkzeug eingesetzt werden können sowie
    • bei Interventionen unter ständiger Röntgen- und MRT-Kontrolle einsetzbar sind.
  • Ausbildung von Nachwuchswissenschaftlern und Fortbildung medizinischer Anwender (Zu diesem Zweck wurde ein internationaler Masterstudiengang “Medizinische Systeme” eingerichtet, der minimalinvasive Operationstechniken als einen Schwerpunkt anbietet.)
  • Etablierung eines international renommierten Standorts für die Entwicklung von Technologien für minimalinvasive Operationstechniken in Magdeburg
  • Stärkung regionaler Unternehmen durch Innovations- und Wissenstransfer

Die thematischen Schwerpunkte

Das Vorhaben dient der Entwicklung von Führungskathetern, die unter ständiger Röntgen- und MRT-Kontrolle verwendet werden. Dabei liegen die Schwerpunkte auf folgenden Elementen und Komponenten, die bis zum Forschungsdemonstrator entwickelt werden sollen:

  • Katheter unter Röntgen-Kontrolle:
    • Neuartige Verfahren der Navigation und Ortung
    • Entwicklung steuerbarer Katheterelemente und -systeme
    • Miniaturisierung der Steuerung für Mikrokatheter
    • Katheter für endovaskuläre Diagnoseverfahren unter der Kontrolle von bildgebenden Verfahren
    • Katheter für Therapieverfahren unter der Kontrolle von neuartigen Ablationssystemen
    • Mechanische Mikrowerkzeuge
  • Katheter unter MRT-Kontrolle:
    • Entwicklung eines MR-kompatiblen Basiskatheters (Nadeln)
    • Aktive Visualisierung von Kathetern
    • Strategien für die Energiezufuhr an der Katheterspitze und für die Informationsübertragung
    • Entwicklung von speziellen Thermoablationskathetern

Des Weiteren sind als Querschnittstechnologien die Kunststofftechnik (z.B. Mikrospritzguss) und die Integrationstechnik (z.B. Laserschweißen) eingebunden. Die Kathetertechnologien werden nach genauer Analyse der medizinischen Anforderungen und des medizinischen Workflows in enger Zusammenarbeit mit den medizinischen Experten vor Ort entwickelt.

Die Partner

Die medizinischen Partner des Projekts am Universitätsklinikum Magdeburg sind:

  • Klinik für Radiologie und Nuklearmedizin, Professor J. Ricke
  • Institut für Neuroradiologie, Professor M. Skalej

In das Projekt sind 18 kleine und mittlere Unternehmen der Region eingebunden. Eine Erweiterung um strategische und assoziierte Partner ist geplant.

Kontakt

Dipl.-Ing. Axel Boese (Nachwuchsforschungsgruppenleiter)
Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg
Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Universitätsplatz 2
39106 Magdeburg
E-Mail: axel.boese[at]ovgu.de
Internet: www.inka-md.de

Prof. Dr. rer. nat. Georg Rose und Prof. Dr. rer. nat. Bertram Schmidt
Tel.: 0391 6718-862 und 0391 6718-399
E-Mail: georg.rose[at]ovgu.de und bertram.schmidt[at]ovgu.de


Berichterstattung aus dem "Blickpunkt" finden Sie hier.

Die InnoProfile-Initiative entwickelt ihr regionales Innovationsprofil mit der InnoProfile-Transfer-Stiftungsprofessur INKA - Intelligente Katheter - Kathetertechnologien und dem InnoProfile-Transfer-Verbundprojekt INKA-Embedded weiter.